專題：海洋感知

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海洋是構(gòu)建人類命運共同體過程中的重要平臺和樞紐，系統(tǒng)認識和了解海洋是人類生存和可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。在信息化時代，人類要認識海洋、開發(fā)海洋，首先要感知海洋、了解海洋信息、構(gòu)建海洋網(wǎng)絡(luò)、建立海洋歷史數(shù)據(jù)庫和實時數(shù)據(jù)庫，從中探索諸多海洋規(guī)律，特別是海洋戰(zhàn)場更需要全面的海洋信息感知能力。因此，運用海洋信息化，對全球重點海域和海洋目標(biāo)信息進行有效感知，并形成準(zhǔn)確的海上態(tài)勢，成為維護海洋安全的重要手段。

隨著對海洋資源開發(fā)力度的加大，水下無線通信技術(shù)的作用得以彰顯，并得到廣泛應(yīng)用。目前常用的水下無線通信主要有水下電磁波通信、水聲通信、水下無線光通信和水下電場通信幾種方式。進行水下通信領(lǐng)域的研究具有重大意義，在社會經(jīng)濟層面，無人深潛器和水下機器人的廣泛使用需要水下通信網(wǎng)對其進行及時的控制和信息收集；在軍事層面，本國海域建立水下戰(zhàn)場的通信網(wǎng)和預(yù)警網(wǎng)也需要水下通信技術(shù)的加持。

為集中展現(xiàn)水下通信、海洋感知方面的最新研究成果及前沿技術(shù)方法，《無線電工程》2022年第5期推出“海洋感知”專題。專題采用公開征稿的方式組織稿件，在所有通過專家評審的稿件中，最終確定錄用稿件4篇。專題主要圍繞海洋環(huán)境感知及預(yù)報、海洋通信、水下目標(biāo)探測及預(yù)警、海洋信號感知及偵察等領(lǐng)域。

論文《基于高分影像的冰災(zāi)遙感監(jiān)測方法研究》論述了海冰監(jiān)測的研究進展及重要性，面向海冰預(yù)警業(yè)務(wù)運行中海冰邊緣提取過程更客觀、提取結(jié)果更準(zhǔn)確的應(yīng)用需求，基于高分辨率遙感圖像，設(shè)計了一種集冰情特征、圖像分割和眾數(shù)統(tǒng)計于一體的冰災(zāi)范圍監(jiān)測方法，利用此方法進行了實驗驗證，表明該成果可為我國中高緯區(qū)域冬季冰情災(zāi)害客觀準(zhǔn)確監(jiān)測、預(yù)防及緊急救援等提供較好的技術(shù)支撐。

論文《一種航空聲吶浮標(biāo)多模式無線電調(diào)頻技術(shù)》分析了航空聲吶浮標(biāo)無線電調(diào)頻的應(yīng)用需求，在研究基帶預(yù)調(diào)制的基礎(chǔ)上，對數(shù)字化基帶直接調(diào)頻和間接調(diào)頻2種調(diào)制方式進行了分析，提出了一種可以通過輸入控制選擇不同基帶類型實現(xiàn)多模式調(diào)制的調(diào)制器架構(gòu)。在此架構(gòu)下多模式浮標(biāo)可適應(yīng)多種調(diào)制類型，提升了航空聲吶裝備的性能，延長了老平臺舊裝備的使用壽限，具有較高的應(yīng)用價值。

論文《數(shù)字孿生海戰(zhàn)場動態(tài)聲場預(yù)報》針對現(xiàn)有的預(yù)報理論模型難以實現(xiàn)對復(fù)雜海洋聲場環(huán)境進行實時預(yù)報的問題，提出將數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于動態(tài)海洋聲場預(yù)報，基于數(shù)字孿生的虛擬平臺，通過物理實體與虛擬模型的實時交互反饋，不斷優(yōu)化動態(tài)聲場預(yù)報結(jié)果，為解決復(fù)雜動態(tài)聲場預(yù)報系統(tǒng)的物理信息融合提供了一種新方法。文中綜合考慮海洋聲場中存在的不確定性，利用RAM模型對某海域的低頻聲傳播進行模擬，通過觀測數(shù)據(jù)對孿生體進行修正，不斷優(yōu)化虛擬模型，得到了較為契合實際情況的動態(tài)聲場預(yù)報，研究成果為實時監(jiān)控聲場預(yù)報的設(shè)計優(yōu)化提供了可靠依據(jù)。

論文《一種計及海上風(fēng)浪因素的船舶定航線航速優(yōu)化方法研究》針對定航線航速優(yōu)化問題，考慮風(fēng)浪對燃油消耗的影響，研究不同航行策略下的航速與燃油消耗情況，助力提升船舶能效管理水平。主要進行最低燃油消耗量為目標(biāo)的航速優(yōu)化問題研究，根據(jù)選定的目標(biāo)航線和航行時間，按照平均航速預(yù)航行方法，結(jié)合歐洲中期天氣預(yù)報數(shù)據(jù)進行航段劃分，建立航速優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，采用遺傳算法分析了4個季節(jié)下不同航行時間段內(nèi)的航速優(yōu)化問題。論文提出的航速優(yōu)化方法能夠?qū)崿F(xiàn)定航線航速優(yōu)化功能，具有一定的節(jié)省燃油消耗的效果，可為船舶實際營運過程中航速優(yōu)化決策提供參考。

專題面向海洋感知與水下通信技術(shù)研究前沿，既有面向海戰(zhàn)場環(huán)境感知、預(yù)報與信號偵察的研究，也有海洋通信、水下目標(biāo)預(yù)警等新應(yīng)用領(lǐng)域的探索。盡管專題在部署方面盡量聚焦海洋感知與水下通信前沿研究，但鑒于該技術(shù)近年來的快速發(fā)展，新理論、新應(yīng)用日新月異，加之策劃人水平有限，在內(nèi)容部署方面仍存在不足。專題的出版得到了中國消防救援學(xué)院杜吉生、中國航空工業(yè)集團公司洛陽電光設(shè)備研究所魯宏捷、中國海洋大學(xué)成霄、大連測控技術(shù)研究所張宏森等研究人員的大力支持，謹在此衷心地感謝他們提供的優(yōu)質(zhì)稿件。在專題出版之際，特此感謝參與稿件評審的各位專家學(xué)者，感謝他們對稿件的審閱和提出的寶貴意見，保證了專題稿件的質(zhì)量。最后，感謝《無線電工程》編輯部各位老師的辛勤工作和大力支持。希望本專題能夠?qū)Ｑ蟾兄c水下通信的技術(shù)理論和應(yīng)用研究起到借鑒和促進作用。